Analisis Penggunaan Transfonnator Wye-Delta Dengan Belitan Bifilar Pada Sistem Distribusi Tiga Fasa Empat Kawat

r---------------,--------------------,

KodelNama Rumpun Ilmu : 452/Teknik: Tenaga Elektrik

LAPORAN AKHIR
PELAKSANAANPENELITIAN PNBP
TAHUN ANGGARAN 2014

_...---' ....

15000753

ANALISIS PENGGUNAAN TRANSFORMATOR WYE-DELTA
DENGAN BELITAN BIFILAR PADA SISTEM DISTRIBUSI
TIGA FASA EMPAT KA WAT

Tim Pengusul:
Ir. SyahrawardiINIDN: 0023025701
Ir. Zulkamaen Pane, MTINIDN: 0020075706
Dibiayai oleh Dana Penerimaan Negara Bukan Pajak (PNBP) Universitas Sumatera
Utara Tahun Anggaran 2014, sesuai dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Penugasan

Peneiitian Dana PNBP USU Nomor: 7377iUN5.1.RlKEUi2014,
tanggal17 September 2014

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
NOPEMBER, 2014

HALAMAN PENGESAHAN

Judul

Analisis Penggunaan Transfonnator Wye-Delta
Dengan Belitan Bifilar Pada Sistem Distribusi Tiga
Fasa Empat Kawat

Kode / Rumpun Ilmu

452 / Teknik Elektro

Ketua Peneliti
a. Nama Lengkap

b. NIDN
c. Jabatan Fungsional
d. Program Studi
e. NomorHP
f Email

Ir. Syahrawardi
0023025701
Lektor
Teknik Elektro
085270598453
syahral17wardi@gmail.com

Anggota Peneliti (1)
a. Nama Lengkap
b. NIDN
c. Program Studi

1 (satu) orang
Ir. Zulkamaen Pane, MT

0020075706
Teknik Elektro

Biaya Penelitian Keseluruhan

Rp. 10.000.000,-

ａＧｬｾ･ｴ｡ｨｵｩ＠
｟ｾｰＢｎＭｬａｵｴ｡ｳ＠

Teknik

, Jr. Bustami Syam, MSME
ｾ］ＭＧＷＳＱＰＹＸＵｏ＠

Ir. Syahrawardi
NIP 195702231983031002

ＢＭｆＮｲｯﾣｾＦｬｦ］ｩｮ･＠

-: -:Mc,myetujui,
ｴ･ｭＬ｢ｾ＠
ｐｾｮ･ｬｩｴ｡＠
- USU
K,etua,
: . . ＧＮＢｾＬ＠

"

:.'

.. ,

'-'

.. ＺｾＧ＠

ｾ＠

Nasution, MSIE

NIP. 195205251980031003

RINGKASAN
Munculnya arns hannonisa urutan nol pada sistem distribusi tiga fasa
empat kawat menimbulkan dua masalah utama. Pertama dapat mengurangi
kemampuan sistem dan kedua dapat menghasilkan panas lebih akibat rugi-rugi

12R pada sistem distribusi. Di samping itu arns hannonisa urutan nol ini juga akan
memperbesar arns pada penghantar netral. Konsekuensi dari kedua masalah utama
tersebut tentu saja akan memperburuk kualitas daya listrik yang sampai ke
konsumen.
Untuk memperkecil arus harmonisa urntan nol yang mengalir pada
penghantar netral, maka pada penelitian ini digunakan transformator wye-delta.
Transfonnator wye-delta dirancang sebagai transfonnator zero-passing yang
memiliki impedansi urutan nol yang kecil sehingga arus hannonisa urntan nol
yang berasal dari beban akan mengalir melalui transfonnator wye-delta kembali
ke beban.
Transfonnator

"",ye-delta

yang

digunakan

terdiri

dari

satu

unit

transfonnator tiga fasa dan untuk mendapatkan impedansi urutan nol yang kecil
digunakan jenis belitan bifilar. Hasil eksperimen di Laboratorium menunjukkan
bahwa transfonnator wye-delta dengan belitan bifilar dapat mengurangi arns pada
penghantar netral hingga 40,4 %.

Kata kunci: arns netral, harmonisa urntan nol, beban nonlinear, zero-passing

transformer, transfonnator wye-delta

PRAKATA

Puji dan syukur ke hadirat Allah SWT yang telah melimpabkan rahmat,
dan hidayah sehingga penulisan laporan akhir penelitian ini dapat diselesaikan.
Penelitian dengan judul " Analisis Penggunaan Transformator Wye-Delta
Dengan Belitan Bifilar Pada Sistem Distribusi
diharapkan dapat

menjadi

tambahan

Tiga Fasa Empat Kawat"

informasi

dan pengetahuan untuk:

masyarakat.
Terimakasih kami ucapkan kepada Lembaga Penelitian Universitas
Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan berupa dana penelitian untuk
membantu kegiatan penelitian. Kami juga ucapkan terimakasih

kepada

Laboratorium Transmisi dan Distribusi Sistem Tenaga Departemen Teknik
Elektro yang telah memberikan izin untuk dapat melakukan penelitian di
Laboratorium tersebut. Semoga hasil penelitian ini dapat memberi manfaat.

NIP 195702231983031002

11

.... ｾ＠ ...... ｾＭ

ｾｮｴＺ｜ｒｐＬ＠

Ｌｾ＠

DAFTAR lSI ....................................................................................................... iii
DAFTAR TABEL .............................................................................................. v
,t. TIT ,t. n f ' ,t. llll"» ,t. n
..!
.I.lt'1L.I..' .I.. r1I..n. '-=I".t"1L.l'f.l..D.t'!L..I.'- •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• '\1'1

DAFTAR LAMPIRAN ........................................... ｾ＠ ........................................ ｾ＠ viii
I. PENDAHULUAN .......................................................................................... 1

TI. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Sistem Tiga Fasa Empat Kawat ............................................................... 2
') ')

ｔｊｾ｟Ｚ＠

L...L... l..lCUUIVll1;:,a

')

................................................................................................ L..

2.3. Arus Netral ............................................................................................... 4
2.4. Transformator Wye-Delta ........................................................................ 5
2.5. Belitan Bifilar ............................................................................................ 8
2.6. Rangkaian Ekivalen Urutan Nol ................................................................ 8

Ill. TUJUAN ｄｍｾ＠
ｾＱａｎｆｔ＠

PENELITIAN

3.1. Tujuan ....................................................................................................... 11
3.2. Manfaat ................................................................................................. ". 11

IV. METODE PENELITIAN
4.1. Tempat dan Waktu .................................................................................... 12

4.3. Bahan dan Peralatan yang Digunakan....................................................... 13
4.4. Rangkaian Eksperimen.............................................................................. 13

4.5. Teknik Pengukuran .................................................................................... 15
4.6. Analisis Basil Penelitian ........................................................................... 15
4.7.

v.

ｄｩ｡ｾｬｭ＠

Alir Penelitian ............................................................................ 15

BASIL DAN PEMBAHASAN
5.l.Sebelum Menggunakan Transfonnator Wye-Delta ................................... 18
5.1. 1. Pengukuran besaran-besaran listrik. ................................................ 18

111

ｾ＠

,\

-p." ._;..

DAFTARISI

ｾ＠

"

5.1.2. Bentuk gelornbang tegangan dan arus ........................... ·················· 19
5.1.3. Analisis tegangan dan arus harmonisa ..................................... ······· 20

5.2.1. Pengukuran besaran-besaran listrik. ................................. ··············· 22
5.2.2. Bentuk gelornbang tegangan dan arus ...................... ······.················ 23
5.2.3. Analisis tegangan dan arus hannonisa ................................ ·..... ······ 25
5.3. Rangkuman hasil eksperirnen......................................................................... 27

VI. KESunPULAN DAN SARAN

6.1.Kesirnpulan ................................................................................................ 28
6.2.Saran ........................................................................................................... 28

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 29
LAMPIRAN

IV

DAFTAR TABEL

No.

5.1

Judu}

Halaman

Hasil pengukuran besaran-besaran listrik sebe1um
menggunakan Transformator Wye Delta....................................

19

5.2

Basil pengukuran besaran-besaran listrik setelah menggunakan
Transformator Wye-Delta ............................................... .... ........ 24

5.3

Rangkuman hasil eksperimen....................................................... 27

v

DAFTAR GAMBAR

No.

2.1

Judul

Halaman

Sistem Tiga Fasa Empat Kawat Pada Sisi Sekunder
Transformator Distribusi ................... _..................................... _.. 3

2.2

Bentuk Gelombang Frekuensi Fundamental dan Gelombang
yang Terdistorsi KMena Pengaruh Harmonisa .............. ............. 4

2.3

Arus Harmonisa triplen yang saling menjumlahkan pada
penghantar netral, arus fundamental saling meniadakan .... _....... 5

2.4

Rangkaian Transformator Wye-Delta yang Dibentuk
Dari Satu Unit Transformator 3 Fasa .................. ....................... 7

2.5

Penggunaan transfonnator wye-delta sebagai zero-passing
pada jaringan .............................................................................. 7

2.6

Belitan Bi{tlar ............................................................................. 9

2.7

Rangkaian ekivalen urutan nol pada sistem yang
menggunakan transformator wye-delta ...................................... 10

2.8

Rangkaian Ekivalen Umtan Nol dengan Vso(t) Terhubung
Singkat (Short Circuit) ................................................................ 10

4.1

Transformator Wye-Delta .......................................................... 13

4.2

Rangkaian Eksperimen Sebelum Menggunakan Transformator
Wye-Delta ...................: ............................................................... 14

4.3

Rangkaian Eksperimen Setelah Menggunakaii Transformator
Wye-Delta (Pengukuran di Sisi Sumber) ................................... 15

4.4

Diagram alir pelaksanaan penelitian ........................................... 17

5.1

Bentuk gelombang tegangan fasa sebelum menggunakan
Transformator Wye-Delta ........................................................... 19

5.2

I3entuk gelombang ams fasa sebelum menggtmakan ................. .
Transformator Wye Delta ............................................................ 20

VI

5.3

Bentuk gelombang arus netral sebelum menggunakan ............. ..
Transfromator Wye-Delta ........................................................... 20

Transformator Wye-Delta ........................................................... 21
5.5

Spektrum arus fasa R sebelum mengguankan Transformator.. .. .
Wye-Delta ................................................................................... 21

5.6

Spektrum arus netral sebelum menggunakan Transfonnator.. ....
ＢｬＺＧｔ｟Ｎｾ＠

5.7

T'\_1 .. _

VV yv-.uvHU ...................................................................................

')')
LL

Bentuk gelombang tegangan fasa setelah menggunakan ........... .
Transformator Wye-Delta ........................................................... 24

5.8

Bentuk gelombang arus fasa setelah menggunakan ................... .
Transformator Wye-Delta ........................................................... 24

Transformator Wye-Delta .. ,........................................................ 25
5.10

Spektrum tegangan fasa R setelah menggunakan ...................... .
Transformator Wye-Delta ........................................................... 26

5.11

Spektrum arus fasa R setelah menggunakan Transfonnator ...... .
ｙｉｔ｟Ｎｾ＠

5.12

ｔＧ｜ｾ＠

1+_

') C

vv yv-.uvnu ................................................................................... LV

Spektrum arus netral setelah menggunakan Transfonnator ....... .
Wye-Delta ................................................................................... 26

Vll

DAFTARLAMPIRAN

No.

Judul

Halaman

1

Personalia tenaga peneliti beserta kualifikasinya............................ 30

2.

Fonnulir Evaluasi Atas Capaian Luaran Kegiatan ___ . ____________________ 36

3

Call For Paper ............................................................................... 39

4

Pemberitahuan seleksi Abstrak .................................................... 40

5

Paper. .............................................................................................. 41

6

Bukti pembayaran .......................................................................... 47

Vlll

BABl
PENDAHULUAN

Dewasa ini terdapat banyak beban-beban non linear satu fasa seperti lampu
hemat energi, power supply, computer, dan lain sebagainya sebagai beban pada sistem
distribusi tiga fasa empat kawat yang dipasang pada fasa dan netral. Beban-beban non
linear semacam ini menghasilkan arus harmonisa urutan nol yang akan mengalir pada
penghantar netral. Arus harmonisa urutan nol pada penghantar netral nilainya adalah
tiga kali arus harmonisa urutan nol yang terdapat pada arus fasa

f1, 21

Ada dua masalah utama yang dapat ditimbulkan oleh arus harmonisa pada
sistem distribusi tiga fasa empat kawat. Pertama adalah dapat mengurangi kemampuan
sistem. Semua peralatan-peralatan pengaman listrik, pensaklaran, transformator, kabel,
dan sebagainya mempunyai pengenal arus rms berdasarkan arus fundamental. Arus
harmonisa itu sendiri sebenamya tidak bermanfaat. Dengan hadirnya arus harmonisa
akan memperbesar arus rms sehingga dapat mengakibatkan kesalahan operasi pada
circuit breaker, rele proteksi, dan lain-lain.
Masalah kedua adalah arus hannonisa urutan no] dapat menghasilkan panas
yang berlebihan akibat rugi-rugi I2R pada seluruh sistem distribusi. Sebagai contoh,
akibat adanya

ｾｲｵｳ＠

harmonisa urutan nol arus tambahan akan mengalir pada kabeL Jika

ukuran kabel netraldibuat lebih kecil, biasanya setengah dari ukuran kabel fasa, maka
akan membuat beban lebih pada kabel netral yang seierusnya akan menimbulkan panas
lebih pada kabel tersebut bahkan dapat menimbulkan kebakaran. Pada kumparan
transfonnator, arus harmonisa urutan nol tidak hanya menghasilkan rugi-rugi panas I2R,
namun

dapat memperbesar rugi-rugi

eddy current.

Oleh

karena

itu

untuk

menghindarkan hal-hal yang disebutkan diatas maka upaya untuk mengurangi arus
hannonisa urutan nol harus dilakukan.
Pada studi ini akan dianalisis penggunaan transformator wye-delta dengan
belitan b!filar untuk mengurangi arus hannonisa urutan nol pada sistem distribusi tiga
fasa empat kawat.

1

No.

S:J U1

BAB2
TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Sistem Tiga Fasa Empat Kawat

Suatu sistem tiga fasa empat kawat ditunjukkan pada Gambar 2.1. Sistem seperti
ini sudah secara luas digunakan untuk melayani seke1ompok beban-beban besar satu
fasa pada industri, gedung-gedung bertingkat dan lain-lain.
R

Iv.

VL

N

(

VL

lv.

VPh

S

L-----------__ __ ______
ｾ＠

ｾ＠

O

i __ _

T
J

Gambar 2.1 Sistem Tiga Fasa Empat Kawat Pada
Sisi Sekunder Transformator Distribusi
Pada Gambar 2.1 ditunj ukkan belitan sekunder transformator distribusi
dihubungkan wye, memiliki tiga kawat fasa dan satu kawat netral. Sistem ini Iazim
digunakan di Indonesia sebagai saluran distribusi tegangan rendah (distribusi sekunder)
dengan tegangan fasa (Vph) nominal adalah 220V dan tegangan line (VL) nominal
adalah 380\1.
Sistem distribusi tegangan rendah tiga fasa empat kawat dapat menyuplai beban
3 fasa maupun 1 fasa. Suplai 1 fasa diperoleh dengan mengambil hanya salah satu

2.2. Harmonisa

Keberadaan harmonisa yang disebabkan oleh pemakaian beban-beban nonlinear
menjadi salah satu masalah yang dapat memperburuk kualitas daya pada suatu jaringan
distribusi. Harmonisa dapat diartikan sebagai tegangan ataupun arus sinusoidal yang
memiliki frekuensi berupa kelipatan integer dari frekuensi di mana sistem dirancang
untuk beroperasi [3]. Di Indonesia sistem pembangkitan dan penyaluran tenaga listrik

2

dilakukan pada frekuensi 50 Hz (frekuensi fundamental). Sehingga frekuensi hannonisa
untuk frekuensi fundamental 50 Hz adalah 100 Hz (Ke1ipatan 2), 150 Hz (Kelipatan 3),
200 Hz (Kelipatan 4), 250 Hz.(Kelipatan 5), 300 Hz (Kelipatan 6), 350 Hz (Kelipatan
7), dan seterusnya. Penggabungan antara gelombang yang memiliki frekuensi
fundamental dengan gelombang hannonisanya akan menghasilkan suatu gelombang
baru dengan bentuk yang terdistorsi. Hal ini seperti yang terlihat pada Gambar 2.2.
Berdasarkan ordonya, hannonisa dapat dibedakan menjadi harmonisa ordo ganjil
dan hannonisa ordo genap. Harmonisa ordo ganjil adalah harmonisa yang mempunyai
frekuensi berupa kelipatan bilangan ganjil dari frekuensi fundamental, yaitu ordo ke-l,
3, 5, 7, 9, 11, 13, dan seterusnya. Sedangkan harmonisa ordo genap adalah harmonisa
yang mempunyai frekuensi berupa kelipatan bilangan genap dari frekuensi fundamental,
yaitu ordo ke-2, 4, 6,8, 10, 12, 14, dan seterusnya.

ｾＮＧ＠

q
y

fundatner.tai ... Har.

""'"',', .... '

ｾ＠

I

J •

t

ｾ＠

Gambar 2.2 Bentuk Gelombang Frekuensi Fundamental dan
Gelombang yang Terdistorsi karena Pengaruh Harmonisa
Untuk suatu sistem tiga fasa seimbang yang melayani beban nonlinear, hannonisa
dapat dibagi menjadi tiga bagian sesuai dengan urutan fasanya, yaitu:
1. Harmonisa urutan positif, yaitu harmonisa dengan ordo ke-l, 4, 7, dan
seterusnya.
2. Harmonisa urutan negatif, yaitu harmonisa dengan ordo ke-2, 5, 8, dan
seterusnya.
3. Hannonisa urutan nol, yaitu hannonisa dengan ordo ke-3, 6, 9, dan
seterusnya.

Arus harmonisa yang mengalir di penghantar netral merupakan arus harmonisa ordo
perkalian bilangan ganjil dengan harmonisa ketiga [1], [2], [4] dan biasa disebut arus
hannonlsa triplen.
Untuk beban nonlinear satu fasa yang diaplikasikan pada sistem tiga fasa yang
seimbang, arus pada setiap fasa mengandung komponen arus fundamental dan arus
harmonisa. Komponen arus fundamental akan saling meniadakan sehingga bernilai nol
pada penghantar netral, sedangkan arus harmonisa triplen akan saling menjumlahkan
satu sarna lain, sehingga besamya dapat menjadi 3 kali dan arus hannonisa triplen yang
terdapat di penghantar fasa [1], [2], seperti yang terlihat pada Gambar 2.3. Hal ini
tentunya harus diwaspadai mengingat akumulasi dari arus harmonisa triplen pada
penghantar netral dapat menyebabkan terjadinya arus berlebih dan terbakarnya
penghantar netral [1].

.....

...-

"

--

"

"

Netrall----/---t---t--+---!I---\--t--+-+--+--t---'I

Arus Harmonisa _ _ __
Triplen

Arus
Fundamental

Gambar 2.3 Arus harmonisa triplen yang saling menjurnlahkan pada
penghantar netral, arus fundamental saling meniadakan

2.3. Arus Netral

Pada sistem distribusi 3 fasa 4 kawat yang melayani beban linear satu fasa yang
seimbang, arus pada penghantar netral adalah nol. Sedangkan untuk kondisi yang tidak
seimbang, akan terdapat arus yang mengalir pada penghantar netral, di mana arus ini
adalah arus fundamental dan tidak mengandung harmonisa (untuk beban linear murni).

4

Hal tersebut tidak berlaku untuk sistem distribusi 3 fasa 4 kawat yang melayani
beban-beban nonlinear satu fasa. Walaupun berada dalam kondisi yang seimbang, arus
pada penghantar netral tetap ada. Di mana arus ini didominasi oleh arus harmonisa
triplen.
Pada sistem distribusi 3 fasa 4 kawat yang simetris dan seimbang, arus
harmonisa pada penghantar netral dapat diturunkan menggunakan dereti Fourier. Arus
pada penghantar netral merupakan penjumlahan dari arus pada setiap fasa. Karena
distorsi bentuk gelombang tegangan ataupun arus harmonisa hanya disebabkan oleh
harmonisa ordo ganjil, maka penurunan dapat disederhanakan dengan hanya
menganggap bahwa arus pada penghantar fasa hanya mengandung harmonisa ordo
ganjil (1, 3, 5, 7, ... ). Adapun penurunannya adalah sebagai berikut [5]:
la (t)

= 11 sine mt + CP1 ) + 13 sin(3mt + CP3) + Is sin(Smt + CPs) +
1f

Ib(t) = 11 sin(mt - 23 + q(1) + 13 sin
Is sin

1f

IcCt) = 11 sin(mt - 43
Is sin

1f

(5 (mt -

23 ) +cps)+

(3 (mt -

+ ((J3) +

...

+ CP1) + 13 sin (3 (mt -

(5 (mt -

1f

23 )

(2.1)

(2.2)

4;) + CP3) +

:1f) +qJs)+ ...

(2.3)

Dengan menjumlahkan arus pada ketiga fasa, "maka dapat dipero!eh persamaan untuk
arus netral sebagai berikut:

IN(t) = la(t) + Ib(t) + Ie(t) = 0 + 3 (/3 sin(3mt + ({J3)) + 0 +

(2.4)

Dari persamaan arus netral di atas dapat dilihat bahwa pada penghantar netral
hanya mengalir arus harmonisa ordo ketiga.

2.4. Transformator Wye-Delta

Transformator wye-delta yang digunakan pada penelitian ini dirancang sebagai
transformator zero-passing yang berfungsi untuk melewatkan arus harmonisa urutan nol
dan rnenahan arus harmonisa urutan positif dan negatif Hal ini dapat terjadi karena
transformator wye-delta memiliki impedansi urutan nol yang rendah serta impedansi
urutan positif serta negatif yang tinggi [6], Impedansi urutan nol pada rangkaian
ekivalen transformator direpresentasikan sebagai fluks bocor/reaktansi seri pada sisi
primer dan sekunder sedangkan irnpedansi urutan positif dan negatif direpresentasikan
sebagai reaktansi rnagnetisasi. Agar memiliki impedansi urutan nol yang kecil,

5

transfonnator wye-delta dibentuk dengan menggunakan satu unit transfonnator tiga fasa
dengan jenis belitan bifl/ar. Belitan-belitan transfonnator adalah identik dengan
pefbandingall 1.1 pada sisi prifnef dan sekundef.
Rangkaian

transformator

wye-delta

dan

penggunaannya

pada Janngan

diperlihatkan pada Gambar 2.4 dan Gambar 2.5.

thp.

t

izpb

bzpc
ｾ｣Ｒ＠

ｾ｡Ｒ＠

D
ｾ＠
al

---i+L1---+- '/-"""___ｾ＠

I!

ANA LYZER

11

［ｾＭ

j.

I

Iljnl,[J,t
t' :: :
ｾ＠

435
L_
_I)

N

ｯＭｾ＠

II,

I

I KArU
WYE-DELTA

J

-----r--

I

I

I,'

OFF

ON
1

::

j

\

I

1

11

,

I

1

L •. (

_ _- - - + J + - - - - - - - - - - - - -••- - -

MeB
6A 1P
,-----..

: :: ｾＮＧ＠
/j /x i
"i"J "'T

ｾＢ＠ : (
i

"""

ＭｾＮｬ

I

(.<

:
j

1

"''!

J

Me
".

--,-- ·__J-rjJ-iJI---

l

I

\

L
Gambar 4.3 Rangkaian Eksperimen Setelah Menggunakan Transformator
Wye-Delta (Pengukuran di Sisi Sumber)
4.5. Teknik Pengukuran

Pengukuran dilakukan pada tegangan sumber daya yang berbentuk sinusoidal
seimbang dengan kondisi:
1. Beban seimbang, tanpa menggunakan transformator wye-delta.
2. Beban seimbang, dengan menggunakan transformator wye-delta.
Pada setiap kondisi akan diJakukan penguk:uran terhadap parameter-parameter
berikut:
1. Tegangan dan arus: untuk mengetahui nilai rms tegangan dan arus pada

setiap fasa dan netral.
2. Faktor daya dan cos $: untuk mengetahui nilai faktor daya (power factor)
dan cos $ (displacement power factor).
3. Scope: untuk mengetahui bentuk ge]ombang arus pada setiap fasa dan
netral.
4. Harmonisa: untuk mengetahui spektrum arus harmonisa pada satiap fasa dan
netra1.

15

4.6 Analisis Basil Penelitan
Dari data-data yang diperoleh dari eksperimen akan ditampilkan:
1. Bentuk gelombang dan spektrum tegangan dan arus setiap fasa dan netraL
2. Total harmonic distortion (TIIO) dari tegangan dan arus setiap fasa dan netral
3. Power factor dan displecement power factor
Parameter-parameter tersebut akan dibandingkan untuk setiap model rangkaian
yakni rangkaian tanpa dan dengan menggunakan transformator wye-de1ta. Dari hasil
perbandingan ini akan dapat dilihat bagaimana pengaruh penggunaan transformator
wye-delta terhadap parameter yang diukur terutama untuk melihat bagaimana hasil
pengurangan arus netra!.
4.7 Diagram Alir Penelitian
Pelaksanaan penelitian dapat digambarkan melalui diagram alir seperti yang
diperlihatkan pada Gambar 4.4.
(

ｾ＠
I

L_

ＭＯｾ］ＢＬＱＺｰＷ＠

/
;/

___ＧＭ］ｲ｟ｾＯ＠

________

Merencanakan rangkaian eksperimen
- Menentukan spesifikasi teknis
transformator
- Menentukan jUIlllah dan daya lampu
hemat energi

;1

ｬＮＭ］ﾷｃｾ＠

)

-

/

/

Mulai

I

ｾＺｯｲＡｳ］［ｩ＠

I

i

--.I

7

i

,I

I
_____

percobaan

/

7

/

- Melakukan open circuit test dan
Short circuit test pada transformatortransformator
- MCllghitung parameter-parameter
u:ansfonllator

/1

'

1

.1

L_------------------------C--------.-J

I

ｾ･ｲ｡ｫｩｴｮ＠
･ｾＺｰｲｩｭｃｬ＠

(£j

II
/

L ___

16

ｾ＠

j

/
/

/

/

I

l'

Melaksanakan
eksperimen tanpa
transfonnator Wye-delta

/

I

/

i

Melaksanakan
eksperimen dengan
menggunakan
transfonnator wye-delta

/ ______
L_

I

Anali si s hasH /
pengukuran /

L

/

/

/

/

/

/

/

/

/

-7
Menarik
/
kesimpulan /

ｾ＠

Gambar 4.4 Diagram alir pelaksanaan penelitian

17

BAB5
BASIL DAN PEMBABASAN

5.1 Sebelum menggunakan Transformator Wye-Delta
5.1.1 Pengukuran besaran-besaran listrik
Tabel 5.1 menunjukkan hasil pengukuran tegangan, arus, power factor dan
besaran-besaran listrik lainnya pada sisi swnber.
Tabel5.1 Hasil pengukuran besaran-besaran listrik
sebelum menggunakan Transformator Wye-Delta
Besaran

IFasa R I Fasa S IFasa T

) Netral _

Frekuensi (Hz)

50,1 i8

Tegangan rms (V)

214,36

211,77

212,12

0,59

Arus rms (A)

1,154

1,170

1,173

1,932

THD Tegangan (%)

5,6

5,6

5,6

3194

THD arus (%)

75,8

74,5

74,5

2340

..,-,.

.. r\... ..

1

Daya reaktif (VAR)

52,1

67,7

64,3

Daya semu (V A)

198,1

199 ,7

200,2

Cos q> (DPF)

0,96

0,94

0,95

Power Factor

0,74

0,72

0,73

1

ＮﾷｲＯｾｔ｜＠

vaya aKHl \ VV )

Ｑｾ＠

1,1

ＱＰＯＬｾ＠

1

n,-,

r.

.. nA

ＱＰｾＬｏ＠

,..

Dari Tabel 5.1 dapat dilihat bahwa tegangan masing-masing fasa ke netral dan
arus jala-jala sistem untuk masing-masing fasa R, S dan T adalah relatif seimbang.
Akan tetapi meskipun bebannya seimbang namun pada netral mengalir arus yang besar
bahkan lebih besar dari arus fasa. Persentase perbandingan antara arus netral terhadap
arus fasa cukup besar nilainya yaitu 165,7 %. Hal ini disebabkan karena beban satu fasa
yang digunakan dalam eksperimen ini adalah beban nonlinear yang merupakan sumber
harmonisa. Arus netral yang besar yang melebihi arus fasa perIu mendapat perhatian
karena dapat menimbulkan panas berlebihan pada kabel dan tegangan yang besar antara

18

netral dan bumi yang jika melampaui nilai tertentu dapat merusak peralatan-peralatan
elektronik.
Tingkat kandungan harmonisa (THD) tegangan pada masing-masing fasa
melampaui 5 %, j adi sedikit lebih tinggi dari yang diizinkan oleh IEEE Std. 519 - 1992

dan THD alliS di fasa-fasa sistem cukup tinggi yaitu rata-rata sebesar 74,9 %. Pada
netral nilai ini lebih tinggi lagi yaitu sebesar 2340 %, artinya akar pangkat dua dari
jumlah kuadrat dari masing masing arus harmonisa pada netral mencapai hampir 23 kali
dari arus fundamentalnya. Hal ini dapat dimaklumi karena pada penghantar netral
mengalir arus harmonisa urutan nol yang besar, jauh lebih besar dari yang terdapat pada
nem!hantar
fasa.
v
ｾ＠

Faktor daya sistem sangat rendah yaitu hanya 0,73 dan dengan faktor pergeseran
fasa (displacement power factor) atau cos lh>lt>ln JhmO-ll

T .p1ctor K ｰＮｮｾ｢＠

4

NIP

195707201983031001

5

NIDN

0020075706

6

Tempat dan Tanggal Lahir

Lubuk Pakam, 20 Juli 1957

7

E-mail

Zulkarnaen_Pane@yahoo.com

8

No. Telp/HP

081362122994

9

I Al am at Kantor

10

No. Telp'/Faks

11

Lulusan yang Telah Dihasilkan

;)

12

ＭｾＮ＠

ｾ＠

ＭＧｏｾ＠

ＭｾＮ＠

ｾＮＭ＠

ｾＭｲＧ

Departemen Teknik Elektro
JIn. Almamater, Kampus USU
-r..1edan 20155
061-8213 246

1. Teknik Instalasi Li